ДОЛГОЖИВУЩИЕ РАДИОНУКЛИДЫ 137Cs и 90Sr В ЧЕРНОМ МОРЕ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ ТРАССЕРОВ ПРОЦЕССОВ ВОДООБМЕНА

Краткое содержание

У ВСТУПІ приведене обґрунтування актуальності проведення дослідження, його зв'язок з науковими програмами; сформульовані мета і задачі роботи, наукова новизна, особистий внесок здобувача й апробація результатів.

У РОЗДІЛІ 1 проведений аналіз сучасного стану проблеми, вивченню якої присвячена дисертаційна робота та об'єкту дослідження. Проаналізовано гідрологічну структуру вод Чорного моря, його водяний баланс, особливості вертикального водообміну в основній акваторії й динаміки вод північно-західної частини.

Показано особливості геохімічного поводження ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr у водяному середовищі й роль седиментаційного фактора в міграції цих радіонуклідів, у тому числі й у Чорному морі. Обґрунтована можливість використання ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr як трасерів процесів водообміну. Проаналізовано досвід застосування радіонуклідів (переважно ^134,137Cs і ⁹⁰Sr)  як трасерів процесів водообміну  в океанах і морях по наступних напрямках: процеси великомасштабного водообміну в океанах й морях, у тому числі в уявленнях боксового моделювання; процеси вертикального переносу в характерних шарах Світового Океану (верхньому квазі однорідному, термо й галоклині, придонному), а також закономірності й механізми турбулентної дифузії в океані; закономірності формування, динаміки й проблеми прогнозування полів радіоактивності в океані. Проведено аналіз забруднення Чорного моря довго живучими радіонуклідами ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr   у Чорному морі до аварії на Чорнобильській АЕС.

РОЗДІЛ 2, який присвячений методичним аспектам роботи, містить опис устаткування для добору проб води, завислої речовини, донних відкладень і вимірювання параметрів термохалінної структури. Устаткування, що використовувалося для добору проб води, завислої речовини й донних відкладень виключало можливість додаткового забруднення проб радіонуклідами.

У розділі міститься опис сорбційної методики вимірювання ізотопів цезію в морських і річкових водах, методики вимірювання ⁹⁰Sr у річковій, морській воді й донних відкладеннях, методики одночасного визначення ¹³⁷Cs і  ⁹⁰Sr  у річковій, морській воді, а також методики радіометричних вимірів. Хімічні методики визначення ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr в об'єктах навколишнього середовища й устаткування для радіометричних вимірів відповідали загальноприйнятим у світовій практиці.

Розроблена обчислювальна схема для визначення концентрації й погрішностей визначення ¹³⁷Cs у воді сорбційним методом дозволила коректно оцінювати ступінь забруднення водяного середовища цим радіонуклідом.

Дані по інтеркалібрації методів визначень, що були отримані як за результатами вимірів еталонних проб, так і за результатами польових паралельних визначень між ІнБПМ і іншими дослідницькими інститутами,   [5]свідчили про те, що обрана методична база дозволяла з достатнім ступенем адекватності оцінювати забруднення досліджених акваторій довго живучими радіонуклідами ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr.

РОЗДІЛІ 3 містить аналіз забруднення Чорного моря ^134,137Cs і ⁹⁰Sr внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС і основних закономірностей міграції й балансу цих радіонуклідів [2 - 6, 8-9, 11, 13].

Показано, що внаслідок первинних випадань продуктів аварії на ЧАЕС запас ¹³⁷Cs у шарі 0-50 м Чорного моря був перевищений у 6-10 разів, у порівнянні з доаварійним. Надходження ¹³⁷Cs на акваторію в 1986 р. оцінювалося в 1.7-2.4 ПБк (~2 % від надходження ¹³⁷Cs у навколишнє середовище з аварійного реактора), що означало збільшення його запасів у всьому обсязі моря не менш чим у 2 рази, у порівнянні з доаварійним рівнем. Концентрації ⁹⁰Sr незначно відрізнялися від доаварійних. Надходження ⁹⁰Sr з атмосферними випаданнями оцінювалося в 0.1-0.3 ПБк. Випадання на акваторію відрізнялися крайньою нерівномірністю. Найбільш забрудненими виявилися північна частина Чорного моря, прибережні райони Криму й Кавказу, за винятком північно-західної частини, що було зв'язано як із напрямком руху повітряних мас, так і з впливом орографії місцевості на інтенсивність випадань. Процес горизонтального перерозподілу ¹³⁷Cs у поверхневому шарі моря відбувався в досить великому масштабі часу -  3-5 років.

Як показали результати спостережень і математичного моделювання (РОЗДІЛ 6), істотне розходження в поводженні ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr у Чорному морі після аварії на ЧАЕС полягало в тім, що зниження концентрації ¹³⁷Cs у шарах 0-50 м із періодом зниження концентрації в 2 рази кожні 5-6 років (Мал. 1), і 50-100 м, в умовах украй незначного надходження з річковим стоком, відбувалося внаслідок трьох процесів: вертикального водообміну, виносу через протоку Босфор і радіоактивного розпаду, а для ⁹⁰Sr ці процеси компенсувалися його надходженням із стоком Дніпра й Дунаю.